Технологічні властивості цементного порошку, розчину і каменю 6 страница

Нітрат кальцію Ca(N0₃)₂ - сіль, яка виготовляється у вигляді про­дуктів, котрі складаються з безбарвних розчинних у воді кристалів складу Са(КОз)₂-4Н₂0, які розпливаються на повітрі, і різних домішок; поста­чається в барабанах і мішках у розфасованому вигляді, зберігається в

сухому закритому складі; використовується як прискорювач тужавіння цементних розчинів, антифриз, а також інгібітор [200].

Нітрат кальцію з сечовиною (НК+С) - випускається у твердому вигляді і у вигляді розчину; постачається в барабанах, цистернах і бочках; використовується як прискорювач схоплювання та твердіння цементних розчинів за від'ємних та низьких плюсових температур; не викликає корозії труб та арматури; зберігається в умовах, які виключають замерзання [200].

Нітрит натрію NaN0₂ - кристали білого кольору з жовтуватим відтінком; виготовляється у вигляді твердого чи рідинного (вміст NaN0₂ близько 28%) продуктів (ГОСТ 19906-74, СТУ 302-64, ВТУ АУ-152-62); постачається в дерев'яних бочках чи ящиках, фанерних барабанах чи паперових мішках, а також у залізничних цистернах; твердий продукт належить зберігати в умовах, які виключають його зволоження, а рідин­ний - у металевих ємностях, захищених від потрапляння атмосферних осадів, за температури розчину не нижче точки його замерзання; отруй­ний, дефіцитний [200].

Нітрит-нітрат кальцію (ННК) - суміш нітриту [Ca(N0₂)₂] та ніт­рату [Ca(N0₃)₂] кальцію, яка одержується обробленням окислів азоту, що відходять під час виробництва азотної кислоти гідроокисом кальцію; виготовляється у вигляді пастоподібного чи рідинного продукту і відпус­кається в металевих або дерев'яних бочках, а також у залізничних цистернах; зберігається в металевих ємностях з нелегованої сталі без спеціального захисту, а також у дерев'яних чи бетонних ємностях; при­скорювач схоплювання та твердіння цементних розчинів в основному за температур від -10 до +50°С [200].

Нітрит-нітрат-сульфат натрію (ННСН) - відходи виробництва нітратів; випускається у виді розчину; постачається в цистернах та бочках, ефективний прискорювач схоплювання та твердіння цементних розчинів за температур від -10 до +20°С, за від'ємних температур виконує роль антифризу; зберігається в умовах, які виключають замерзання [200].

Нітрит-нітрат-хлорид кальцію (ННХК) - продукт, який одержу­ють змішуванням нітрит-нітрату кальцію (ННК) з хлоридом кальцію (ХК) (ГОСТ 450-77); виготовляється ННХК у вигляді пастоподібного чи рідин­ного продукту і постачається в металевих чи дерев'яних бочках, а також у залізничних цистернах; зберігається в металевих ємностях з неле­гованої сталі без спеціального захисту, а також у дерев'яних чи бетонних ємностях; сильний прискорювач схоплювання та твердіння цементних розчинів; не викликає корозії труб та арматури; використовується за температур від -20 до +50°С [200].

Нітрит-нітрат-хлорид кальцію в поєднанні з сечовиною (ННХК+ С) - за властивостями подібний до нітрату кальцію з сечовиною (НК+С);

характеризується сильнішим прискорювальним діянням на цементний розчин [200].

Окзил - лігносульфонатний реагент, продукт окислення сільфіт-спиртової барди (ССБ) хромпіком у кислому середовищі; постачається підприємствами целюлозно-паперової промисловості в паперових мішках чи металевій тарі у вигляді сипкого однорідного порошку зеленувато-коричневого кольору чи у вигляді темно-коричневої рідини густиною 1120-1140 кг/м³ з вмістом сухої речовини 25% (рН = 3-5); ефективний понижу­вач в'язкості та граничної напруги зсуву тампонажних (цементних) роз­чинів; знижує їх водовіддачу; високотоксичний, містить надзвичайно небезпечну в екологічному аспекті речовину - хромати.

Основна умова успішного використання реагенту - рН = 8-10; добре поєднується з усіма відомими реагентами; використовується за тем­ператур 20-200°С; зберігати належить в умовах, які виключають потрап­ляння вологи [200].

Окислений парафін (ОКП-50) - ефективний піногасник цементних розчинів з додаванням сульфіт-дріжджової бражки (СДБ) та конден­сованої сульфіт-спиртової барди (КССБ), реагент гасить піну будь-якої соленості, використовують у вигляді розчину в дизельному пальному 1: 1; з вмістом хлористого кальцію ефективність різко зменшується; являє собою рідину бурого кольору; постачається в цистернах; вводиться разом з піноутворювачем (КССБ) [200].

Оксидат ВЖС- аналогічний окисленому парафіну. Добре гасить піну в хлоркальцієвих розчинах; постачається в цистернах та бочках [200].

Омилений деревинний пек (ЦНІПС-1) - продукт, що одержується омиленням деревинного пеку лугом; виготовляється лісохімічними під­приємствами у вигляді пастоподібного продукту (ТУ 13-05-02-83) і поста­чається в паперових пакетах чи мішках; зберігається в накритому при­міщенні; гарантійний термін зберігання 4 міс; пластифікатор цементного розчину; під час приготування розчину сильно піниться; використовується за нормальних температур [200].

ПАД-3 - триетаноламонієва сіль алкіларилнітрокарбонової кислоти; уповільнювач схоплювання та твердіння гіпсосульфоалюмінатних роз­чинів; відносна молекулярна маса біля 550 [200].

Паста ВМС - піногасник на основі синтетичних жирних спиртів; добре розчинна у воді, вуглеводнях; ефективна за низьких та високих температур в розчинах будь-якої мінералізації; вводиться до 0, 1%; поста­чається у бочках хімзаводами [200].

Пластифікатор адипіновий (ПАЩ) - випускається хімкомбіна­тами у вигляді рідини бурого кольору; відпускається в цистернах чи в тарі споживача; пластифікатор цементних розчинів; гальмувальної дії на

гідратацію майже не виявляє; зберігається в умовах, які виключають замерзання [200].

Пластифікатор ВЛХК - продукт омилення лугом розчинної смоли зі стічних вод; виготовляється лісохімічними комбінатами (Ветлужським лісохімічним комбінатом - ВЛХК) у вигляді пастоподібного продукту (ТУ 13-4000177-46-83, ТУ 13-4000177-128-84) і постачається в металевих бочках чи залізничних цистернах; зберігається в закритій тарі в склад­ському приміщенні; використовується як пластифікатор цементних розчи­нів за температур до 100°С; під час приготування розчину піниться [200].

Поліамід - відходи виробництва синтетичних жирних кислот (СЖК); використовується у вигляді розчину в дизельному пальному 1: 10; ефек­тивно гасить піни в розчинах будь-якої мінералізації; випускається заво­дами миючих засобів; постачається у бочках та цистернах [200].

Поліметилсилоксанові рідини (ПМС-1000А чи ПМС-200А) - вико­ристовуються як піногасники в складі емульсії (мас. ч.):

ПМС-ЮООАчи Глиниста суспензія 110-115

ПМС-200А 1 Вода 10-15

Мило натрієве 0, 3-0, 5 Густина, кг/м³ 1120-1160

ПМС-1000А і ПМС-200А відпускаються в металевих бочках; у там­понажні розчини вводиться 0, 1 маси піноутворювача перед введенням піноутворювача у вигляді емульсії складу: 7, 5 кг 60%-ного господарського мила, 80 л глинистого розчину густиною 1180 кг/м³, 13 л ПМС, вода до 1500 л [200].

Поліфенол лісохімічний (ПФЛХ) - продукт формальдегідної конден­сації поліфенолів розчинних смол термолізу деревини; випускається у вигляді твердого продукту темно-коричневого кольору; постачається в багатошарових паперових мішках чи металевій тарі; ефективний пони­жувач в'язкості та граничної напруги зсуву; уповільнює схоплювання і твердіння цементного розчину; добре розчиняється у воді; використову­ється у вигляді 10% водного чи воднолужного розчину; під час приго­тування утворює піну; використовується за температур до 100°С; дія ПФЛС на цементні розчини аналогічна ССБ, але, на відміну від останньої, в меншій мірі викликає ціноутворення; зберігати належить в умовах, які виключають попадання вологи в закритих приміщеннях [137, 200].

Реагент Л-6 - складна суміш різних оксикислот (щавлевої, триок-сиглутарової та інш.) і їх солей; отримується гідролізним шляхом із пентозанів, які містяться в кукурудзяних качанах у кількості 27-29% у перерахунку на суху речовину; термостійкий до 170°С; уповільнювач схоплювання (1, 5-2, 0% від маси цементу) [137].

Реагент Л-7 - продукт глибокого гідролізу целюлози (глюкозний гідролізат концентрують шляхом упарювання до 50% сиропу, обробляють

азотною кислотою за співвідношення глюкози і азотної кислоти 1: 2, 3, от­риману масу нейтралізують їдким натром до рН = 3-4); порівняно до­рогий; його отримання пов'язано із забрудненням довкілля внаслідок ви­ділення значної кількості окислів азоту; ефективно уповільнює схоплю­вання тампонажних розчинів при температурі до 250°С; поряд із упо­вільнюванням схоплювання виявляє значну пластифікувальну дію на тампонажні розчини і сприяє підвищенню механічної міцності цемент­ного каменю [137].

Реагент Л-9 - густа рідина густиною 1350-1450 кг/м³, яка містить 20-40% активних речовин - суміші глюконової і сахарної кислоти, їх натрі-йових солей і біхромату натрію; ефективний уповільнювач схоплювання, який за своєю дією подібний реагенту Л-7, але не має його недоліків [137].

Реагенти АГ-2, АГ-3 - продукти, аналогічні за дією НГВ-1.

Рідке скло (силікат натрію чи калію) Na₂Si0₃, K₂Si0₃ - випус­кається (ГОСТ 13078-81) у вигляді в'язкої рідини від світло-жовтого до жовто-коричневого кольору густиною 1300-1800 кг/м³; прискорювач тужавіння і твердіння тампонажних (цементних) розчинів; у разі дода­вання 3-5% істотно збільшує в'язкість та граничну напругу зсуву, дуже підвищує рН розчину (до 12 і вище); відпускається в бочках і цистернах; зберігати належить у закритих ємностях, оскільки на відкритому повітрі розкладається. Може відвантажуватися у твердому вигляді, навалом у вигляді силікат-глиби чи гранул. У цьому випадку для розчинення необ­хідно нагрівати з водою в автоклавах [200].

Отримують його в процесі плавлення кварцового піску (діоксиду кремнію Si0₂) з кальцинованою содою Na₂C0₃ чи з каустичною содою NaOH. Характерні взаємозалежні параметри реагенту - це в'язкість і модуль (відношення Si0₃/Na₂O).

Фізико-хімічна характеристика реагенту:

Форма використання Водний розчин

Водний розчин В'язка рідина

Колір водного розчину Світло-жовтий, жовтувато-коричневий, сірий

Модуль 2, 4-3, 0

Густина, кг/м³ 1360-1500

Отверджувач Соляна кислота

Під діянням соляної кислоти розчин силікату натрію з гелевого стану переходить в нерозчинний кремнезоль. Реагент може використовуватися в композиції з поліакриламідом.

Сивушне масло (CM) - відходи рафінування етилового спирту; роз­чинне у воді та органічних розчинниках; найбільш ефективне в суміші з дизельним пальним за співвідношення 1: 1; за високої мінералізації та тем­ператури ефективність падає; постачається в герметично закритих боч-

ках і цистернах; недопустиме наливання в ємності з-під нафтопродуктів; токсичне, летке [200].

Синтан ПЛ - синтетичний танін, дубитель - продукт конденсації полімерів пірокатехінового ряду з формальдегідом, пептизований сульфіт-дріжджевою бражкою (СДБ), за дією подібний до синтану-5 [200].

Синтан-5 - синтетичний танін, дубитель; продукт конденсації фено­лів з формальдегідом; випускається у вигляді твердої речовини темного кольору; постачається в мішках чи металевій тарі; за дією подібний до синтану ПЛ і до лісохімічного поліфенолу (ПФЛХ); зберігати належить в умовах, які виключають попадання вологи [200].

Синтетичний поверхнево-активний додаток (СПД) - водний роз­чин суміші натрієвих солей вищих жирних та алкілнафтенових кислот, во­дорозчинних кислот та речовин, які не омилюються, з вмістом сухих речо­вин не менше 40%; повинен відповідати вимогам ТУ 13-4000177-128-84 „Синтетичний поверхнево-активний додаток СПД до бетонів та буді­вельних розчинів"; виготовляється нафтопереробними заводами і поста­чається в залізничних цистернах; повинен зберігатися в ємностях, захищенних від попадання осадів, за температури не нижче точки земерзання продукту; гарантійний термін зберігання 2 роки; використовується як пластифікатор цементних розчинів; під час приготування розчину пі­ниться; використовується за температур до 100°С [200].

Синтетичні жирні кислоти (СЖК) - органічні кислоти; для повного гасіння піни в тампонажних (цементних) розчинах вводиться більше 0, 25% СЖК; використовують у вигляді розчину в дизельному пальному 1: 2 чи 1: 3; ефективні за рН не менше 7, 5; найбільш ефективні фракції С₂₀ і вище (кубові залишки); постачається в бочках [200].

Скруберний конденсат - відходи масляного (оливного) виробниц­тва; використовується як піногасник в тампонажних розчинах, які містять великий процент гіпсу, а також як емульсія такого складу: скруберного конденсату - 10 ч., вапна 3-4 ч. та дизельного пального 85-86 ч.; поста­чається в бочках [200].

Соапсток - відходи переробки рослинної олії, які містять 41% жирних кислот і 50% нейтральних речовин; випускається у вигляді в'язкої пасти темно-бурого кольору; постачається в бочках; у воді нерозчинний, роз­чиняється в нафтопродуктах, утворює стійку емульсію з водою; 10% розчин кислого соапстоку в дизельному пальному - ефективний піно­гасник; рецепт піногасника: 15% соапстоку + 15% вапняного розчину (густиною 1120-1170 кг/м³) + 70% дизельного пального; у розчинах з високою мінералізацією і за високої температури дія реагенту погір­шується; вводиться разом із спінювальним реагентом; ефект піногасіння підсилюється додаванням графіту [200].

364

Стеарат алюмінію - ефективний піногасник як у прісних, так і в мінералізованих розчинах; використовується у вигляді розчинів у дизель­ному пальному 1: 10 [200].

Стеарокс-6 - оксиетильована ПАР, використовується у вигляді роз­чину в дизельному пальному 1: 10; добре гасить піну в прісних розчинах, гірше - в мінералізованих; являє собою рідину чи пасту світло-коричне­вого кольору; випускається в бочках [200].

Сульфат калію K₂S0₄ (сірчанокислий калій) - безбарвні прозорі кристали, розчинні у воді; повинен відповідати вимогам ГОСТ 4145-74 „Калій сірчанокислий"; виготовляється підприємствами хімічної промис­ловості; відпускається в залізничних вагонах; зберігається в складських приміщеннях; постачається в мішках і навалом; як і сульфат натрію, вико­ристовується як прискорювач твердіння тампонажних розчинів [200].

Сульфат натрію Na₂S0₄ (сірчанокислий натрій) - нейтральна без­водна натрієва сіль сірчаної кислоти; повинен задовольняти вимогам ГОСТ 6318-77 „Натрій сірчанокислий (сульфат натрію)"; виготовляється підприємствами хімічної і нафтопереробної промисловості у вигляді порошкоподібного чи гранульованого продукту і відпускається в розфа­сованому вигляді; зберігається в закритих складських приміщеннях, за­хищених від попадання вологи; постачається навалом і в мішках; вико­ристовується як прискорювач тужавіння тампонажних розчинів за тем­ператур вище 0°С [200].

Сульфітно-дріжджова бражка (СДБ) - продукт переробки суль-фіт-спиртової барди (ССБ), який виготовляється у вигляді концентратів бражки рідинних (КБР) та твердих (КБТ) із вмістом сухих речовин відповідно не менше 50 і 76%; концентрати повинні відповідати вимогам ОСТ 13-183-83 „Лігносульфонати технічні". КБР постачається в заліз­ничних цистернах і зберігається в умовах, які виключають зволоження; КБТ відпускається в паперових мішках, які належить зберігати в закритих провітрюваних приміщеннях, розташовуючи мішки в один ряд по верти­калі, зав'язаним вузлом уверх; найбільш поширений пластифікатор та уповільнювач схоплювання тампонажних розчинів, використовується до температур 130°С [200].

Сульфіт-спиртова барда (ССБ) - див. сульфітно-дріжджова бражка (СДБ).

Сульфований нітролігнін (суніл) - готується сульфуванням нітро-лігніну солями сірчистої (сульфітної) кислоти; випускається в рідинному та пластоподібному вигляді, постачається в металевих бочках та бара­банах; добре розчиняється у воді; ефективний понижувач в'язкості та граничної напруги зсуву тампонажних розчинів; використовується у виг­ляді 10% розчину з рН = 7, за температур до 120°С; уповільнювач схоп-

лювання та твердіння розчинів; під час зберігання належить захищати від замерзання [200].

Суперпластифікатор 10-03 - різновид суперпластифікатора С-3 на основі меламіноформальдегідних смол; випускається у вигляді бурої рідини; постачається в бочках, дуже сильний пластифікатор цементних розчинів; зберігається в умовах, де температура вище температури замерзання пластифікатора; гальмівної дії на гідратацію не виявляє.

Суперпластифікатор С-3 - продукт конденсації нафталіноксисуль-фокислоти з формальдегідом; ступінь полімеризації 2-Ю; випускається у вигляді 30% бурої рідини чи дрібного легкорозчинного у воді порошку жовтого кольору; відпускається в бочках чи мішках; дуже сильний пластифікатор цементних розчинів; зберігається в умовах, які виклю­чають замерзання чи зволоження; гальмівної дії на гідратаційні процеси не виявляє [200].

Суспензія гуми СКС-30, АГМ-15 (ГС) - суміш порошкоподібної гуми і дизельного пального у співвідношенні 1: 10; після змішування з пальним необхідно витримати для набухання (24 год. і більше); найбільш ефективна в хлоркальцієвих розчинах, із збільшенням мінералізації ефек­тивність зростає; порошок гуми виготовляється шиноремонтними під­приємствами і відпускається в мішках; малоефективна в нафтоемульсій-них розчинах, особливо насичених сіллю [200].

Суспензія поліетилену (ПЕС) - суміш порошку поліетилену і дизель­ного пального у співвідношенні 1: 10; ефективність вища, ніж суспензії гуми (ГС); використовують аналогічно ГС; гасить будь-які піни; порошок полі­етилену відпускається в мішках [200].

Т-66 - рідина густиною 1010-1070 кг/м³; флотореагент; побічний про­дукт виробництва діметилдіоксану під час одержання ізопрену; добре роз­чиняється у воді й в органічних розчинниках; ефективна за високих тем­ператур до 400°С і тиску до 100 МПа; замерзає за температур нижче -25°С; знижує водовіддачу тампонажних розчинів; гасить будь-які піни; для роботи з Т-66 необхідні захисні окуляри та спецодяг; вогненебезпечна; випускається в бочках і цистернах заводами ізопренового каучуку [200].

Трилон Б - двонатрієва сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти; уповільнювач схоплювання, за характером уповільнення наближається до винно-кам'яної кислоти (ВКК), хоч і уступає останній в ефективності дії; стабільний, підвищує міцність каменю [137].

Триоксиглутарова кислота (ТОГК) - високофективний уповіль­нювач схоплювання тампонажних розчинів за високих температур (до 220°С); отримують окисленням речовин, які містять пентозні сахари (ксилозу, арабінозу, ліксозу), наприклад бавовняного лушпиння, деревини листяних порід, кукурудзяних качанів; є ефективнішою, ніж суміш винно-

кам'яної і борної кислот; випускається у вигляді порошку білого чи жов­туватого кольору; відпускається в мішках; зберігається в умовах, де виключається зволоження [137, 200].

Ферохромлігносульфонат (ФХЛС) - продукт оброблення технічних лігносульфонатів (СДБ) хроматами; випускається у вигляді порошку білого кольору; постачається в мішках; ефективний уповільнювач схоп­лювання, особливо за високих температур, знижує водовіддачу, зменшує в'язкість і граничну напругу зсуву розчинів; зберігати належить в умовах, де виключається зволоження [200]; токсичний і екологічно небезпечний, так як містить хромати; практично не сумісний з КМЦ (найпоширенішим регулятором фільтрації).

Флотомасло (фенольне масло) - одержується під час розгонки деревинної смоли; являє собою маслянисту рідину темно-коричневого кольору, характеризується гострим специфічним (фенольним) запахом; у воді нерозчинне, добре розчиняється в дизельному пальному; використо­вується як піногасник, вводиться 2-3% об'єму води замішування без попередньої підготовки.

Фосфонові комплексони — оксиетилидендифосфонова кислота (ОЕДФ - ТУ 6-02-13-13-81), нітрилотриметилфосфонова кислота (НТФ - ТУ 6-09-20-1-79); у сухому вигляді являють собою білі порошкоподібні речови­ни, які упаковують у поліетиленові мішки масою 20-25 кг, у рідинному виг­ляді - рідини від світло- до темно-коричневого кольору, які містять близько 30% активної речовини; добре розчинні у воді, мало токсичні, не­горючі, вибухобезпечні; термостійкі до 250°С; транспортуються в бочках по 30 кг.

Хлорид кальцію СаС1₂ {хлористий кальцій) - виготовляється на підприємствах хімічної промисловості у вигляді зневодненого (СаС1₂), топленого (СаС1₂-2Н₂0), лускатого і рідинного (вміст рідинної речовини біля 31%) продукту; повинен відповідати вимогам ГОСТ 450-77 „Кальцій хлористий технічний"; зневоднений хлорид кальцію відпускається в металевих барабанах чи багатооборотній тарі з герметичною покришкою, топлений - у металевих барабанах, лускатий - у поліетиленових мішках, рідинний - у бочках чи залізничних цистернах; тверді продукти можуть постачатися також у паперових мішках; у вигляді твердого продукту він повинен зберігатися за умов відсутності його зволоження, а у вигляді рідини - в ємності, захищеній від попадання осадів, не допускаючи за­мерзання розчину; найсильніший прискорювач тужавіння і твердіння мінеральних в'яжучих; використовується за температур від -30 до +100°С[200].

Хлорид натрію NaCl (хлористий натрій, кухонна сіль) - криста­лічний продукт (ГОСТ 13830-84 або ТУ 113-13-14-82), який виготовля-

ється підприємствами харчової та хімічної промисловості і постачається в розфасованому вигляді, а також навалом і повинен зберігатися за умов, які виключають зволоження; використовується як прискорювач тужавіння цементних розчинів, а також як антифриз [200].

Хромати (монохромати і біхромати калію та натрію) - випус­каються в кристалічному вигляді, гранульованому безводному, гранульо­ваному водному (Na₂Cr₂O2H₂0) та топленому виглядах; постачаються у вигляді порошків оранжевого кольору в барабанах, мішках, рідше - на­валом; використовуються для розрідження та уповільнення схоплювання тампонажних розчинів за високих температур; найчастіше використову­ється в дуже малих кількостях (0, 01-0, 05%) у поєднанні з СДБ, гіпаном, КМЦ, нітролігніном, ПФЛХ та ін.; використовуються за температур вище 120°С [200].

Приготування розчинів заданого складу

Склад розчинів виражають концентрацією або часткою розчиненої речовини. Концентрація - це вміст розчиненої речовини в одиниці маси або об'єму розчину.

Міжнародною системою одиниць (СІ) передбачено дві одиниці вимі­рювання концентрації: а) масова концентрація С_{м 0}, яка виражає вміст ма­си розчиненої речовини (компонента) в одиниці об'єму розчину (системи), кг/м³, б) молярна концентрація С, яка виражає вміст молей розчиненої ре­човини (компонента) в одиниці об'єму розчину (системи), моль/м³ [200].

Широко застосовуються позасистемні способи та одиниці вираження складу розчинів: масова частка С_м, яка являє собою відношення маси розчиненої речовини (компонента) до маси розчину (системи), що вира­жається безрозмірною величиною чи в % (масова часткова концен­трація), і об'ємна частка С₀ - відношення об'єму розчиненої речовини (компонента) до об'єму розчину (системи) (об'ємна часткова концентра­ція). Стандарт СТ СЕВ 1052-78 допускає вираження масової концентрації розчинів у г/л [200].

Співвідношення концентрацій С_мо і С_м таке:

С_мо =10 р₀С_м, (2.13)

де С_мо виражено в кг/м³ (або г/л); С_м - в %; р_о - густина розчину, кг/м³.

Розчинність речовини в розчиннику описується формулами:

х_св=С_м а/100; Ь = а-х_СЛ, (2.14)

де х_св - маса речовини, яка необхідна для приготування заданої маси розчину а необхідного складу з масовою часткою С_м; b - необхідна маса розчинника.

Під час розчинення кристалогідрату у воді необхідно враховувати, що кристалізаційна вода, яка міститься в ньому, розбавляє розчин.

Задача 2.1. Приготувати 5л 6% розчину кальцинованої соди з розрахунку на безводну сіль (Na₂C0₃) і кристалогідрат (Na₂C0₃- 10H₂O) [341 ].

Розе'язування. 1. Визначаємо масу розчину (густина 6% розчину

2. Розраховуємо необхідну кількість х безводної солі із співвідношення, вра­
ховуючи, що 6% розчин - це такий розчин, у 100 г якого міститься 6 г солі і 94 г
води:

100 г розчину - 6 г солі

5305 г розчину - х г солі,

тобто

3. Розраховуємо необхідну кількість води для розчинення безводної солі

Vi =5, 305-0, 3183=4, 9867 кг.

4. Визначаємо відносну молекулярну масу кристалогідрату Na₂C0₃ 10H₂O як
суму відносних атомних мас складових:

5. Оскільки кристалізаційна вода розбавляє розчин, то кількість соди, котра
необхідна для приготування 5 л 6% розчину, збільшиться до величини у, яку
розраховуємо із співвідношення:

286rNa2CO₃10H₂O містить 106 г Na₂C0₃;,

у Na₂CO₃10H₂O містить 318, 3 г Na₂C0₃j,

тобто

6. Розраховуємо необхідну кількість води для розчинення кристалогідрату

V¹= 5, 305 - 0, 85935 = 4, 44565 кг.

Відповідь. Для отримання заданого розчину із безводної солі необхідно 318, 3 г безводної солі і 4, 9867 кг води, а із кристалогідрату - відповідно 859, 35 г і 4, 44565 кг.

Розбавлення розчину розчинником описується такими формулами:

(2.15)

де х_р - кількість масових часток розчинника, яка необхідна для розбав­лення а маси розчину з даною масовою часткою т до необхідної частки

п, %.

Концентрування розчину випарюванням розчинника виражається так:

(2.16)

де у_р - маса розчинника, яку необхідно видалити випарюванням з а маси розчину з даною масовою часткою m, %, щоб одержати масову частку п, п> т; b - маса розчину після випарювання розчинника.

Правило змішування („правило хреста") застосовується для спро­щення розрахунків у випадку приготування розчину заданої концентрації, вираженої масовим відсотком, шляхом розбавлення розчинником чи змішування двох розчинів (рис. 2.20). Задана концентрація розчину записується в місці перетину двох ліній, а концентрації вхідних розчинів (для розчинника вона дорівнює нулю) - біля кінців обох ліній зліва. Потім на кожній лінії число, яке стоїть на ній, віднімається від другого і різниці за­писуються біля вільного кінця тієї ж лінії. Напрям обчислень відмічається стрілками. Одержані числа розташовують біля кінців відповідної лінії справа. Вони вказують, скільки масових часток кожного розчину належить взяти, щоб одержати розчин із заданою концентрацією. Так, для одержання 25%-ного розчину з 50%-ного та 10%-ного (розбавлення 50%-ного) (прик­лад „а"), належить взяти на 15 мас. ч. 50%-ного розчину 25 мас. ч. 10%-ного. Для одержання 25%-ного розчину з 50%-ного розчину та чистого розчинника (приклад „б") належить взяти на 25 мас. ч. 50%-ного розчину 25 мас. ч. розчинника [200, 341].

Рис. 2.20 - Схема розрахунків для приготування розчину („правило хреста")

Порядок приготування розчинів полягає в наступному. У більшості випадків (окрім випадків використання погано розчинних речовин) під час приготування розчину належить контролювати його концентрацію за густиною. Для цього спочатку готують необхідну (з надлишком) кількість розчину високої концентрації (наприклад, 10% чи 25% приблизно), вста­новлюють його концентрацію вимірюванням густини, потім розбавляють відміряною кількістю розчинника до одержання заданої концентрації. У більшості випадків у такому разі додають у ємність з відміряною кіль­кістю розчинника (наприклад, води чи водного розчину іншої речовини) точно відміряну кількість розчину високої концентрації.

Густину р₀' розчинів відомого складу С_м подано в табл. 2.99-2.103. У даних таблицях р< / - густина, виміряна за температури t, °С. Для пере­рахунку на іншу шукану температуру t_m належить користуватися фор­мулою:

(2.17)